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摘要: 提高石油的产量从来都是石油行业中的首要课题。在能源资源日趋紧张的今天,提高原油的采收率,增加石油的开采量显得尤为重要,本文理论联系实际,对石油开采中增产技术的应用问题进行了探讨。
关键词:石油采收率;二次采油;热采法;气一汽热采;蒸汽驱油
原始石油地质储量中往往只有一部分可以开采出来。资料表明,一次采油和二次采油的采收率都不太高,相当大的一部分地质储量,尤其是粘度较大的稠油和沥青砂矿等的一次和二次采油的采收率极低,只有采用非常规的工艺技术才能使这些石油资源成为可采储量。
1.热力采油法
迄今为止,国内国外提高原油采收率使用的非常规工艺技术应用最多最广的当数热力采油法。所谓热力采油就是利用一定的工艺技术将热量注人到油层中,从而提高原油采收率。热力采油法主要有蒸汽吞吐法、蒸汽驱油法、气一汽驱油法和火烧油层法等等。
1.1蒸汽吞吐热采法
目前,石油热采中的蒸汽吞吐热采法与注水开采法一样,已发展成为一种成熟的采油工艺。这种方法是将饱和蒸汽通过油井注人油层,利用其热能使原油降粘、活化,驱使其流动,并由于蒸汽的大量注人而提高了油层的压力,当产能达到一定程度后开始采油。通常的工艺过程为:注汽一段时间后,进入自喷采油阶段,此后转机械抽采数月,一个蒸汽吞吐周期结束。然后再注汽、抽采往复循环。从20世纪80年代初以来,我国油田运用蒸汽吞吐热采技术的实践表明,该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中,地层压力不断下降,当开采到了6一8周期以后,油井地层压力失去了70%一90%,即失去了热采所必需的势能,导致油井低采能,尤其是大量稠油井进人热采高周期后,因低于热采经济界限而被迫关井停采。
1.2蒸汽驱油热采法
蒸汽驱油热采通常作为蒸汽吞吐热采的转换技术来应用的。当蒸汽吞吐热采进入高周期后,虽然地层压力衰减,油汽比显著降低,但蒸汽对油层中粘稠油藏的驱替作用还是有效的,如果在注汽井附近区域开掘若干口甚至数十口采油并,当能获得较高的原油采收率,这就是所谓的蒸汽驱油热采法。从ro多年来若干先导试验区的开采实践来看,蒸汽驱的采收效果并不十分理想,其主要开发指标尚未达到开发方案的设定值。其主要原因是:
①由于油层构造复杂,且开采十多年后,油层深度已降到地层以下1000多米深处,大量的稠油藏更处于1300一1700m深层甚至更深地层,使得蒸汽驱的体积波及系数较低,驱替作用不明显;
②地层压力对于稠油、尤其中质稠油来说,是保证油井产能的根本条件,由于蒸汽本身的性质特点所限,提高地层压力的作用不很明显,故使得蒸汽驱的效果不能有效发挥;
③由于受现有井网布局以及井组结构等因素的限制,也导致蒸汽驱的效果不太理想。此外,对蒸汽加热水段塞驱油的技术也进行过试验。旨在通过加注热水来保持油层温度,以便有效降低原油粘度,增强原油流动性并使油层压力也有所增加。但热水的热物理性质与蒸汽放热后的性质相当,与单纯的蒸汽驱相比,并无优越之处,故目前看来,该技术尚无明显的开发价值。
2.复合介质
采油新工艺针对蒸汽吞吐、蒸汽驱油等热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足,近几年又提出一种新的原油热采工艺技术—复合介质热采法。所谓复合介质热采也称为气一汽热采,就是通过气一汽发生器将燃料燃烧后的烟气与水蒸汽的混合气体(复合介质)注人油井内,从而实现热力采油。
2.1复合介质热采原理
油田热采工艺中使用的燃料通常为原油或柴油,燃油在发生器的燃烧室中燃烧后产生的烟气温度很高(>1500℃),注人一定量的水,一方面可适当降低烟温,使之满足油井设备的技术要求,同时,注人的水会汽化,即产生蒸汽。这样,通过调节注节能技未与产品水量,既可调节混合气的温度,又可调节注扁耘蒸汽量。即调节气一汽混合比;如果加大注水量,还可产生大量的热水。具有这种技术特点的气一汽发生器便具有多功能性,因而具有较好的适应性能。稠油热采主要取决于两个因素:温度和压力(即热能和势能)。提高油层温度可使原油粘度降低,增强其流动性,从而提高油井产能;压力更是保证油并产能的根本条件。由于复合介质中含有大量的不凝气体,使得混合气不仅携带巨大的热能,而且还具有较大的容积,故可以较快地提高地层压力,其较好的弹性具有较强的驱替作用,因而可以有效地提高油井的原油采收率。由于气体和储层内油的密度差而产生重力分异作用,且因为试验区块油层构造经过多次蒸汽吞吐热采后,剩余油藏中相当一部分分布在油层顶部中低渗透部位,通过这种重力分异作用则可显著扩大气体压力能的波及范围,充分采收这部分剩余油藏,从而进一步提高采收率。
2.2复合介质热采的工艺过程
由理论分析及后来的试验实践可知,由于气体与稠油流度比很大,不宜采用连续注人方式注人气一汽混合气,合适的方式应当是段塞式注人,即在注人一段时间的气一汽混合气(即注入气一汽段塞)后,再注人一段时间的热水(即注人热水段塞),如此反复交替注人,以实现较好的流度控制。从而使复合介质热采技术的效果得到充分发挥。在试验中还发现,采用气一汽段塞驱的效果明显好于气一汽段塞吞吐热采。在以井组为单元的试验中,由气一汽发生器通过中心注入井向地层注人一空容积的气一汽段塞,然后注人一空量的约60℃的热水段塞。在生产过程中,中心注入井注人的热水量与生产井的产液量相当,从而保持一定的地层压力。经过一定的生产周期后,再进行一次或若干次注人气一汽段塞与热水塞的工艺过程。多次重复的试验表明,采用气一汽段塞驱热采工艺,可在保持稳定的地层压力水平的条件下持续开发油藏,从而实现了试验区块原油开采方式由蒸汽吞吐到气一汽段塞驱的顺利转换,使井组重新获得较高的原油采收率。
3.结语:为提高油田的原油采收率,采用先进的工艺技术势在必行。理论分析和现场试验表明,气一汽段塞驱原油热采工艺技术具有良好的工作特性,能够产生巨大的增产节能效益
参考文献
1.刘文章.热采稠油油藏开发模式〔M〕.石油工业出版社.1998.
2.P.D.怀特,J.T.莫斯〔美〕.热采方法〔M〕.石油工业出版社.1988
关键词:石油采收率;二次采油;热采法;气一汽热采;蒸汽驱油
原始石油地质储量中往往只有一部分可以开采出来。资料表明,一次采油和二次采油的采收率都不太高,相当大的一部分地质储量,尤其是粘度较大的稠油和沥青砂矿等的一次和二次采油的采收率极低,只有采用非常规的工艺技术才能使这些石油资源成为可采储量。
1.热力采油法
迄今为止,国内国外提高原油采收率使用的非常规工艺技术应用最多最广的当数热力采油法。所谓热力采油就是利用一定的工艺技术将热量注人到油层中,从而提高原油采收率。热力采油法主要有蒸汽吞吐法、蒸汽驱油法、气一汽驱油法和火烧油层法等等。
1.1蒸汽吞吐热采法
目前,石油热采中的蒸汽吞吐热采法与注水开采法一样,已发展成为一种成熟的采油工艺。这种方法是将饱和蒸汽通过油井注人油层,利用其热能使原油降粘、活化,驱使其流动,并由于蒸汽的大量注人而提高了油层的压力,当产能达到一定程度后开始采油。通常的工艺过程为:注汽一段时间后,进入自喷采油阶段,此后转机械抽采数月,一个蒸汽吞吐周期结束。然后再注汽、抽采往复循环。从20世纪80年代初以来,我国油田运用蒸汽吞吐热采技术的实践表明,该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中,地层压力不断下降,当开采到了6一8周期以后,油井地层压力失去了70%一90%,即失去了热采所必需的势能,导致油井低采能,尤其是大量稠油井进人热采高周期后,因低于热采经济界限而被迫关井停采。
1.2蒸汽驱油热采法
蒸汽驱油热采通常作为蒸汽吞吐热采的转换技术来应用的。当蒸汽吞吐热采进入高周期后,虽然地层压力衰减,油汽比显著降低,但蒸汽对油层中粘稠油藏的驱替作用还是有效的,如果在注汽井附近区域开掘若干口甚至数十口采油并,当能获得较高的原油采收率,这就是所谓的蒸汽驱油热采法。从ro多年来若干先导试验区的开采实践来看,蒸汽驱的采收效果并不十分理想,其主要开发指标尚未达到开发方案的设定值。其主要原因是:
①由于油层构造复杂,且开采十多年后,油层深度已降到地层以下1000多米深处,大量的稠油藏更处于1300一1700m深层甚至更深地层,使得蒸汽驱的体积波及系数较低,驱替作用不明显;
②地层压力对于稠油、尤其中质稠油来说,是保证油井产能的根本条件,由于蒸汽本身的性质特点所限,提高地层压力的作用不很明显,故使得蒸汽驱的效果不能有效发挥;
③由于受现有井网布局以及井组结构等因素的限制,也导致蒸汽驱的效果不太理想。此外,对蒸汽加热水段塞驱油的技术也进行过试验。旨在通过加注热水来保持油层温度,以便有效降低原油粘度,增强原油流动性并使油层压力也有所增加。但热水的热物理性质与蒸汽放热后的性质相当,与单纯的蒸汽驱相比,并无优越之处,故目前看来,该技术尚无明显的开发价值。
2.复合介质
采油新工艺针对蒸汽吞吐、蒸汽驱油等热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足,近几年又提出一种新的原油热采工艺技术—复合介质热采法。所谓复合介质热采也称为气一汽热采,就是通过气一汽发生器将燃料燃烧后的烟气与水蒸汽的混合气体(复合介质)注人油井内,从而实现热力采油。
2.1复合介质热采原理
油田热采工艺中使用的燃料通常为原油或柴油,燃油在发生器的燃烧室中燃烧后产生的烟气温度很高(>1500℃),注人一定量的水,一方面可适当降低烟温,使之满足油井设备的技术要求,同时,注人的水会汽化,即产生蒸汽。这样,通过调节注节能技未与产品水量,既可调节混合气的温度,又可调节注扁耘蒸汽量。即调节气一汽混合比;如果加大注水量,还可产生大量的热水。具有这种技术特点的气一汽发生器便具有多功能性,因而具有较好的适应性能。稠油热采主要取决于两个因素:温度和压力(即热能和势能)。提高油层温度可使原油粘度降低,增强其流动性,从而提高油井产能;压力更是保证油并产能的根本条件。由于复合介质中含有大量的不凝气体,使得混合气不仅携带巨大的热能,而且还具有较大的容积,故可以较快地提高地层压力,其较好的弹性具有较强的驱替作用,因而可以有效地提高油井的原油采收率。由于气体和储层内油的密度差而产生重力分异作用,且因为试验区块油层构造经过多次蒸汽吞吐热采后,剩余油藏中相当一部分分布在油层顶部中低渗透部位,通过这种重力分异作用则可显著扩大气体压力能的波及范围,充分采收这部分剩余油藏,从而进一步提高采收率。
2.2复合介质热采的工艺过程
由理论分析及后来的试验实践可知,由于气体与稠油流度比很大,不宜采用连续注人方式注人气一汽混合气,合适的方式应当是段塞式注人,即在注人一段时间的气一汽混合气(即注入气一汽段塞)后,再注人一段时间的热水(即注人热水段塞),如此反复交替注人,以实现较好的流度控制。从而使复合介质热采技术的效果得到充分发挥。在试验中还发现,采用气一汽段塞驱的效果明显好于气一汽段塞吞吐热采。在以井组为单元的试验中,由气一汽发生器通过中心注入井向地层注人一空容积的气一汽段塞,然后注人一空量的约60℃的热水段塞。在生产过程中,中心注入井注人的热水量与生产井的产液量相当,从而保持一定的地层压力。经过一定的生产周期后,再进行一次或若干次注人气一汽段塞与热水塞的工艺过程。多次重复的试验表明,采用气一汽段塞驱热采工艺,可在保持稳定的地层压力水平的条件下持续开发油藏,从而实现了试验区块原油开采方式由蒸汽吞吐到气一汽段塞驱的顺利转换,使井组重新获得较高的原油采收率。
3.结语:为提高油田的原油采收率,采用先进的工艺技术势在必行。理论分析和现场试验表明,气一汽段塞驱原油热采工艺技术具有良好的工作特性,能够产生巨大的增产节能效益
参考文献
1.刘文章.热采稠油油藏开发模式〔M〕.石油工业出版社.1998.
2.P.D.怀特,J.T.莫斯〔美〕.热采方法〔M〕.石油工业出版社.1988